DE597659C - Einrichtung zum Herstellen des Synchronlaufs von Wechselstrommaschinen mittels mechanisch gekuppelter Hilfsstromerzeuger - Google Patents

Description

In Anlagen, in denen WechSelstromsynchronmotoren von Wiechsdstromgenieratoren gespeist werden, ist es üblich, die Drehzahl der Motoren dadurch -zu regeln, daß die Kraitmittelzufuhr dier Generatorantriebsmaschinen' und damit die Drehzahl der Generatoren -verändert wird. Bei Einrichtungen dieser Art, wie sie vor allem bei elefctrislehen SchiffspropeUerantriebeni zur Verwendung kommen, ist die Gefahr des Außeftrittfaliens besonders groß, weil entsprechend der jeweils gewünschten Drehzahl des Propellers die Frequenz in weiten Grenzen und mitunter verhältnismäßig schnell verändert werden muß. Bei zu schnellem Schalten kann in solchen Fallen das synchronisierende Moment leicht übersichritten werden, so daß dann der zu regelnde Motor außer Tritt fällt und die Maschinen gefährdet werden.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Aufrechterhalten] des Synchronismus . von Wechselstxomsynchronmotoren der beschriebenen' Art. Erfindungsgemäß sind mit dem oder den Synchronmotoren und dem oder den speisenden Wechselstromgeneratoiien Hilfsstromerzeuger schlupflos gekuppelt, die derart gebaut und gegeneinandergeschaltet sind, daß bei Abweichen der Hauptmotoren vom Synchronismus ein Ausgleichstrom zwischen denHilfsstromerzeugern zustande kommt, der zur Wiederherstellung des Synchronismus zwischen den Hauptmaschinen oder zur Anzeige des Außertrittfallens oder zu beiden benutzt wird. Als Hilfsstromerzeuger werden z. B. Gleichstromtachometerdynamos oder Synchronmaschinen verwendet.

Es ist zwar schon bekannt, den Synchronlauf von Generator und Motor durch Meßinstrumente zu überwachen, jedoch ist hierzu die dauernde Aufmerksamkeit des Wärters erforderlich. Die bekannten Einrichtungen sind besonders bei Schiffen auch aus dem Grunde nicht geeignet, weil gerade während des Manövrienens die Bedienung für andere Zwecke besonders stark in Anspruch genommen ist. Durch die Erfindung wird das Außertrittfallen selbsttätig angezeigt und werden selbsttätig Gegenmaßnahmen eingeleitet, die eine Gefährdung der Maschinen verhüten. Man kann den zwischen den Hilfsstromerzeugern bei Abwieichen vom Synchronismus fließenden Ausgleichstrom entweder mittelbar oder unmittelbar auf die Einrichtungen für die Kxaftmittelzufuhr der Generatorantriebsmaschinen wirken lassen, um die Drehzahl des Generators der des Motors anzugleichen, so

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Frits Müller in Rüstringen, Oldbg.

daß sich, sofort selbsttätig wieder synchroner Lauf einstellt. Die Kraftmittelzufuhr für die Antriebsmaschinen kann beispielsweise dadurch geregelt werden, daß der zwischen den HilfsStromerzeugern fließende Ausgleichstrom ein Relais durchfließt, das einen Servomotor zur Verstellung des Ventils in der Dampfleitung einschaltet.

Gemäß der Erfindung erfolgt die selbsttätige Vierstellung der Kraftzufuhr z.B. bei Abwärtsregelung der Motorendrehzahl im Sinne einer selbsttätigen Erhöhung und bei Aufwärtsregelung im Sinne einer selbsttätigen Verminderung der Turbinendrehzahl. Bei Anlagen mit mehreren Motoren und Generatoren, die wahlweise miteinander verbunden werden können, werden jeweils die Hilfsstromerzeuger parallel bzw. gegeneinander geschaltet, wobei die Schaltung der Hilfsstromerzeuger zwangsläufig von der jeweiligen Umschalterstellung der Hauptschaltanlage abhängig gemacht ist.

Das Schaltbild zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für den elektrischen Propellerantrieb eines Einschraubenschiffes. 1 ist die Antriebsturbine für den Generator 2, der über 'eine Hauptschaltanlage 7 den Propellerantriebsmotor 3 speist. In der Hauptschaltanlage 7 werden sämtliche für den Betrieb der Turbine, des Generators sowie der zugehörigen Hilfseinrichtungen erforderlichen Schaltungen vorgenommen. Mit der Generatorwelle ist eine Tachometerdynamo 4 und mit der Motorwelle über ein Getriebe 6 eine Tachometer dynamo 5 starr gekuppelt. Die beiden Tachometerdynamos erzeugen Gleichspannungen, welche der Drehzahl der mit ihnen gekuppelten Maschinen proportional sind. Die beiden Tachometerdynamos 4 und 5 sind gegeneinandergeschaltet, so daß bei gleicher Drehzahl kein Ausgleichstrom zwischen ihnen fließt. Weicht jedoch die Drehzahl des Motors 3 infolge Außertrittfaliens von der des Generators 2 ab, dann fließt ein Ausgleichstrom durch die Spule 9 eines Überwachungsrelais, so daß dieses anspricht. Dadurch wird der Verstelimotor für die Regeleinrichtung 10 der Kraftzufuhr der Turbine 1 eingeschaltet, so daß die Drehzahl des Generators der des Motors angepaßt wird. Diese Regeleinrichtung 10 ist zu diesem Zwecke mit der Handsteuerung der Antriebsmaschine in der Weise zu kuppeln., daß das Anspinechen des Motors eine Verstellung der Kraftzufuhr der Antriebsmaschine im richtigen Sinne bewirkt. 11 ist eine Hupe, die das Äußertrittfallen der Maschine anzeigt. In dem Stromkreis der beiden Hilfsdynamos liegt noch ein Schalter 8, der abhängig von ■ der Schalterstellung der Hauptschaltanlage 7 erst dann geschlossen wird, wenn der Syn- i chronmotor 3 nach asynchronem Anlauf auf synchronen Lauf mit dem Generator 2 geschaltet ist.

Man kann den die Hilfsgeneratoren 4 und 5 verbindenden Ausgleichstromkreis auch in Abhängigkeit von der Höhe der durch die Hilfsgeneratoren erzeugten Spannung schließen. Ferner kann man die Einrichtung so ausbilden, daß die Hilfsstromerzeuger gleichzeitig zum Anzeigen der Drehzahlen des Propellermotors 3 und des Generators 2 benutzt werden. Zu diesem Zweck wird man die Hilfsstromerzeuger mit Meßinstrumenten verbinden, die durch Messen der Klemmenspannung am Hilfsgenerator die Drehzahlen anzeigen.

Das Anlassen und der Betrieb der beschriebenen Anlagen mit mehreren Maschinen kann im einzelnen folgendermaßen vor sich gehen:

Zunächst werden die Turbinen angelassen, wobei die Schalter zwischen Generatoren und Motoren zunächst noch offen sind. Dann werden diese Schalter zwischen denjenigen Generatoren und Motoren geschlossen, welche zusammenarbeiten sollen. Durch Erregung der Generatoren werden nun die Synchronmotoren asynchron angelassen. Dabei beträgt die Erregung der Generatoren etwa das· Doppelte der normalen Spannung. Sobald die Motoren eine Drehzahl erreicht haben, die in der Nähe des· Synchronismus liegt, wird ihre Erregung eingeschaltet, so daß sie zum Gleichlauf kommen, worauf die Erregung des Generators auf den normalen Wert zurückgestellt werden kann. Nach dem Anlaßvorgang wird die Anlage nunmehr auf die selbsttätige Regelung umgeschaltet, d. h. .es wird nicht mehr durch Änderungen auf der elektrischen Seite der Maschinen, sondern nur noch durch Änderung der Kraftmittelzufuhr auf der Turbinenseite geregelt.

Solange die zusammenarbeitenden Generatoren und Motoren synchron laufen, fließt in dem Überwachungsstromkreis kein Strom. Erst wenn durch äußere Einflüsse ein Abweichen vom Synchronismus eintritt, tritt die selbsttätige Steuerung in Tätigkeit, z. B. wenn bei sehr schnellem Regeln von Hand ein Außertrittf allen der Motoren 'eintritt. n°

Es ist aber auch möglich, daß Motoren und Generatoren bei plötzlichen starken Belastungen der Propeller durch hohen Seegang außer Tritt fallen.

Zur Regelung der Turbine kann man beispielsweise im 'Nebenschluß zu dem handbetätigten, in der Energiezuführungsleitung angeordneten Ventil ein zweites Ventil anordnen, das von der Überwachungseinrichtung je nach der erforderlichen Korrektur selbsttätig im entgegengesetzten Sinne wie das handgesteuerte Ventil verstellt wird. Die

Drehzahl dies oder der zugehörigen Generatoren wird dadurch der der Motoren selbsttätig wieder angepaßt, so daß die Maschinen wieder synchron laufen.

Claims (5)

1. Patentanspkücue:

   ι. Einrichtung zum Herstellen des Synchronlaufs von Wechselstrommaschinen mittels mechanisch gekuppelter Hilfs-Stromerzeuger, dadurch gekennzeichnet, daß bei elektrischen Antrieben, bei denen zur Drehzahlregelung der Motoren die Drehzahl der Generatoren verändert wird, besonders für Schiffspropeller die Hilfsstromerzieuger mit dem oder den synchronen Aatriebsmotoren und den diese speisenden Synchrongeneratoren starr gekuppelt sind, zum Zweck, mittels des Ausgleichstromes durch an sich bekannte Einwirkung auf die Antriebsmaschine des Generators den Synchronismus wiederherzustellen oder das AußertrittfaUen anzuzeigen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der die Hilfsstromerzeuger verbindende Ausgleichstromkreis zwangsläufig abhängig von der Schalterstellung der Hauptmaschinenanlage erst dann geschlossen wird, wenn nach asynchronem Anlauf der Synchronmotor für synchronen Lauf mit dem Generator geschaltet ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichstromkreis in Abhängigkeit von der Höhe der durch die HilfsStromerzeuger erzeugten Spannung geschlossen wird.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 für mehrere Motoren und Generatoren, die wahlweise miteinander verbunden werden können, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils gegeneinander zu schaltenden Hilfsstromerzeuger zwangsläufig von der jeweiligen Umschalterstellung der Hauptschaltanlage gesteuert werden.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstrom- ©rzeuger zum Anzeigen der Drehzahl der Motoren und Generatoren mit Meßinstrumenten verbunden werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen